Är ”mekaniska träd” bättre än en koldioxidsug?

2022-02-14 06:00  
En konstnärlig tolkning av ”mekaniska träd”. Foto: Arizona State University

Med dagens metoder är infångning av koldioxid direkt från luften energikrävande. Amerikanska forskare utvecklar en teknik för att fånga in gasen på ett mer passivt sätt.

Vid infångning av koldioxid direkt från luften, DAC (Direct air capture) har det varit legio att använda sig av stora fläktar som suger in luften, och sedan tillföra värme för att avskilja gasen. Eftersom halten av koldioxid är betydligt lägre i luften än vid exempelvis en punktkälla, som en industriskorsten, blir det här en energikrävande metod. 

DAC bedöms ändå ha potential som en pusselbit om vi ska kunna hejda den globala uppvärmningen. En av fördelarna med tekniken är att det inte ska spela någon roll var man fångar in och avskiljer koldioxiden.

Forskare vid Arizona State University tror sig också ha hittat ett sätt att minska mängden energi och värme som direktinfångningen och avskiljningen behöver.

Klaus Lackner, ingenjör och professor vid Arizona State University och chef för universitetets center för negativa koldioxidutsläpp. Foto: Arizona State University

De utgår från ”mekaniska träd”, vertikala kolonner bestående av runda skivor, ungefär 1,5 meter i diameter stora, staplade ovanpå varandra.

Läs mer: Verdox DAC-metod påstås kräva 70 procent mindre energi – Gates investerar

– När vind passerar de ”mekaniska träden” når luften ytan på skivorna, som är fyllda med material som absorberar koldioxid. Det är den grundläggande principen, förklarar professor Klaus Lackner, som leder arbetet och är chef för universitetets center för negativa koldioxidutsläpp, för Ny Teknik.

Det här fungerar alltså när luft bara blåser förbi, vilket gör att infångningen sker på ett mer passivt, och mindre energikrävande sätt.

Det tar mellan 20 minuter och 1 timme för skivorna att bli fulla, berättar Klaus Lackner. Därefter sjunker ”trädet” ner till botten, ett lock läggs på, och vatten och ånga används för att extrahera koldioxiden. När detta är klart börjar processen om på nytt.

Idén till den här metoden är dock inte ny. Klaus Lackner berättar att han redan under sent 1990-tal insåg att vi kommer att behöva fånga in koldioxid direkt från luften för att balansera vår koldioxidbudget. Det var också då han insåg att man kunde utveckla något som han liknar lite vid en väderkvarn, som ju drivs av vindkraft, för att fånga in gasen.

– Om jag har ett material som kan binda tillräckligt mycket koldioxid när vinden blåser över det, då kan jag under en eftermiddag också samla in en tillräckligt stor mängd koldioxid till ett bra pris. Det finns mer koldioxid än vindenergi i luften, och vi har inte några problem med att få vindenergi, säger Klaus Lackner.

Klaus Lackners "mekaniska träd" visas på en utställning i London 2021. Foto: News Licensing / MEGA

Han förtydligar att han här har utgått från ett typiskt värde på koldioxid (han utgick från 30 amerikanska dollar, drygt 280 kronor), ett typiskt elvärde på 5 cent per kilowattimme (omkring 50 öre per kilowattimme), och att koldioxidvärdet i luften är 70 gånger större än energivärdet.

Läs mer: Så blev Lilla Edet först i världen att kapa fossila utsläppen helt

Strax innan den senaste finanskrisen slog till i början av 2000-talet var det i princip klart att forskarna skulle få pengar för att utveckla tekniken. Men avtalet var inte påskrivet ännu när Lehman Brothers gick omkull, så det blev heller inga investeringar i tekniken då. Nu ser forskarna nytt hopp för att kunna komma vidare med sin metod.

En teknik i sin linda

Att DAC kan fungera i princip var som helst är dock en sanning med modifikation. Klaus Lackner säger att deras teknik skulle funka bra på vissa platser, som i torra Arizona, men inte lika bra i fuktigare miljöer, som Island. Mer övergripande och sett till alla metoder menar han ändå att DAC kan användas ”överallt”. 

– Alla DAC-metoder tävlar med varandra, säger han.

Klaus Lackner är noga med att betona att DAC är en teknik i sin linda, och att det kommer att ske mycket utveckling på området de närmaste tio åren. 

– Skulle man misslyckas med den här tekniken blir det en viktig lärdom. Men tittar vi på vad FN:s klimatpanel IPCC säger så måste vi minska utsläppen varje år med åtminstone 10 procent. Och vi är inte ens i närheten av det, så vi måste göra vad vi kan nu, säger Klaus Lackner.

Priset för att fånga in koldioxid behöver dock även komma ner från flera hundra dollar per ton till 50 dollar per ton om DAC ska kunna betraktas som en tillräckligt billig klimatåtgärd, menar han.

– Nivåerna av koldioxid som fångas in med hjälp av DAC i dag är fortfarande alldeles för små för att göra skillnad för klimatet. De små mängder som fångas in kan användas för att göra produkter, som läskedrycker och syntetiska bränslen, och det gör man redan. Vi och alla andra måste bevisa att den här tekniken faktiskt kan fungera tillräckligt bra, och till ett tillräckligt lågt pris, säger Klaus Lackner.

Tillsammans med sin forskargrupp håller han nu på att sätta ihop en första prototyp för ett passivt system, som är tänkt att köra i gång senare i år.

– Jag tror att koldioxid i framtiden kommer att betraktas som en del av avfallshanteringen. Det kommer att bli omöjligt att ta koldioxid ur marken utan att samtidigt ta bort lika mycket koldioxid på andra sätt, säger Klaus Lackner.

Läs mer: ”Havsglidare” ger nya ledtrådar om Södra oceanens klimatpåverkan

Filip Johnsson, professor i energiteknik på Chalmers. Foto: Chalmers

För att få en bättre bild av möjligheterna och svårigheterna med de mekaniska träden tog Ny Teknik kontakt med Filip Johnsson, professor i energiteknik på Chalmers. Han anser att tekniken i det här skedet är lite svårbedömd, sett både till metod och kostnader. Men det behöver inte vara ett hinder för att arbeta vidare med den.

– Om vi ska nå klimatmålen måste vi betala för dyrare åtgärder och då är det viktigt att man forskar även på den här tekniken och försöker få fram den, säger Filip Johnsson.

Flera frågor behöver få svar

Att den passiva DAC-tekniken som Klaus Lackner utvecklar har en lägre energiåtgång än andra, det bedömer Filip Johnsson är riktigt. Men för att göra tillräcklig skillnad kommer det att krävas många mekaniska träd. Det innebär i sin tur att det kommer att gå åt mycket material och att det kommer att krävas stora markytor.

– Vattenförbrukningen tycks också vara en kritisk sak med den här metoden. De mekaniska träden kan inte heller stå var som helst i världen, eftersom de utgår från en viss fukthalt i luften, vilket kan vara en begränsning, säger Filip Johnsson.

Andra frågeställningar som behöver besvaras och bekräftas är hur snabbt de mekaniska träden faktiskt kan fyllas med koldioxid och hur många cykler de klarar. Och hur väl kommer det att fungera att låta de diskar som utgör trädens grenar sjunka ner och stiga upp?

Vi kan räkna med att DAC kommer att vara dyrare än andra sätt att minska våra utsläpp ett bra tag till. Därför kan tekniken bli något av en sista utväg om andra åtgärder inte räcker till, menar Filip Johnsson.

Men likt Klaus Lackner pekar Filip Johnsson också på att en potentiell fördel med DAC tekniken är att den är frikopplad från utsläppskällorna. Avskiljningsenheterna kan alltså finnas på platser som ligger i direkt anslutning till lagringsplatser, vilket minskar eller eliminerar kostnaden för transport av koldioxiden. 

– Klimatomställningen går för långsamt och allt mer pekar mot att vi kommer att släppa ut för mycket koldioxid för att klara Parismålet. Vi måste klara nettonollutsläpp, men kommer också ha sektorer som kommer att få väldigt, väldigt svårt att nå ner dit. Då är DAC tillsammans med CCS teknik på biobränsleeldade anläggningar två viktiga möjligheter, säger Filip Johnsson.

Ania Obminska

Kommentarer

Välkommen att säga din mening på Ny Teknik.

Principen för våra regler är enkel: visa respekt för de personer vi skriver om och andra läsare som kommenterar artiklarna. Alla kommentarer modereras efter publiceringen av Ny Teknik eller av oss anlitad personal.

  Kommentarer

Debatt